Jaka jest recepta na uzdrowienie gospodarki wodnej?

Od wieków człowiek próbował opanować ten żywioł, naśladując naturę w sposobach tworzenia retencji – w czasach starożytnych na Bliskim Wschodzie, w Mezopotamii, budowano systemy zapór i zbiorników. Ich zadaniem było utrzymanie kontroli nad poziomem wody w rzekach i gromadzenie zapasów w okresach występowania nadmiaru wody na czas, kiedy jej brakowało. Pozwalało to nawadniać obszary rolnicze i zaopatrywać w wodę miasta oraz inne siedliska ludzkie.

Najstarsze zapisy historyczne wspominają o zaporze w Jawie (w Jordanii), którą wybudowano ok. 3000 lat p.n.e., a za najstarszą do dziś czynną zaporę uważa się Quatinah znajdującą się we współczesnej Syrii (1319–1304 r. p.n.e.). Znane z czasów starożytnej Persji są również rozwiązania w postaci wielokilometrowych, podziemnych kanałów rozprowadzających wodę na terenach pustynnych, np. w Maroku.

W Polsce najstarszą zaporą jest Mylof, wybudowana na Brdzie w latach 1848 –1853. Później powstały zapory i elektrownie wodne: Leśna (1905 r.), Pilchowice (1912 r.) i Złotniki (1919 r.). W okresie międzywojennym wzniesiono zapory ziemne i elektrownie wodne na rzece Wdzie – Gródek w 1923 r. i Żur w 1929 r. W 1936 r. oddano do eksploatacji zaporę betonową Porąbka na rzece Sole, a w 1935 r. rozpoczęto budowę zapory betonowej i elektrowni Rożnów na Dunajcu, którą ukończono w czasie wojny w 1941 r.

Fot. 1. System studni i kanałów podziemnych nawadniających tereny pustynne, Arfud, Maroko. Fot. autora

Zapory i zbiorniki wodne pełnią wiele funkcji: zapewniają ludności dostęp do wody, chronią przed powodzią, umożliwiają zasilanie koryt rzecznych w czasie suszy, zaopatrują rolnictwo, stwarzają warunki dla żeglugi oraz rybactwa, są miejscem rekreacji, a także pozwalają na produkcję czystej energii elektrycznej. Energia w elektrowniach wodnych jest produkowana z odnawialnego źródła, z wykorzystaniem energii potencjalnej spiętrzonej i energii kinetycznej płynącej wody. Ma ona wiele zalet, takich jak możliwość szybkiego włączenia i wyłączenia z systemu czy pracy z dużą sprawnością przy różnym obciążeniu. Jest to istotne ze względu na rosnący w systemie energetycznym udział niestabilnych źródeł energii: wiatrowej i fotowoltaicznej. Funkcje akumulatora oraz regulatora pełnią elektrownie szczytowo-pompowe, które zamieniają energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez pompowanie wody do górnego zbiornika w okresie nadwyżki produkcji, a gdy jej brakuje, proces jest odwracany.

Fot. 2. Najstarsza polska zapora ziemna Mylof. Fot. autora

Wykorzystanie zasobów wodnych ma ogromne znaczenie dla życia społeczeństw na całym globie. Budowa zapór ze względu na ich rozmiar i wpływ na otoczenie stanowi jedno z najpoważniejszych osiągnięć sztuki inżynierskiej. Obecnie na świecie funkcjonuje ponad 58 000 wielkich zapór, czyli takich, których wysokość przekracza 15 m. Wśród nich jest ok. 300 gigantycznych o wysokości ponad 150 m. Równie ważne dla gospodarki wodnej są małe zapory o wysokości poniżej 15 m, których jest blisko milion.

>>> Retencja na terenach zurbanizowanych

>>> Międzynarodowa Konferencja Techniczna Kontrola Zapór

>>> Bezpieczeństwo budowli hydrotechnicznych piętrzących wodę

>>> Stan budowli piętrzących w Polsce – cz. I

Fot. 3. Zniszczony przelew awaryjny zapory Topola w trakcie powodzi we wrześniu 2024 r. Fot. autora

Po kilku katastrofach zapór na początku XX w., w 1928 r. powołano do życia pozarządową organizację – Międzynarodową Komisję Wielkich Zapór ICOLD. Jej celem jest rozwój wiedzy o projektowaniu, budowie i eksploatacji tych obiektów oraz jej upowszechnianie, tak aby realizować misję zapewnienia bezpieczeństwa zapór na całym świecie. ICOLD zrzesza narodowe komitety ze 106 krajów, a wśród nich jest Polski Komitet Wielkich Zapór POLCOLD (od 1932 r.). Co 3 lata organizowany jest światowy kongres, który w maju 2025 r. odbył się w Chengdu w Chinach, gdzie podpisano i oficjalnie ogłoszono Światową Deklarację Międzynarodowej Komisji Wielkich Zapór w sprawie roli zapór w transformacji energetyki i adaptacji do zmian klimatycznych. Napisano w niej, że: „Globalne zapotrzebowanie na wodę osiągnęło 4600 km³ rocznie i oczekuje się, że do 2050 r. wzrośnie od 20 do 30%. Zmiany klimatyczne niekorzystnie wpływają na zapotrzebowanie na wodę, zwłaszcza ze względu na bezpieczeństwo żywnościowe, ponieważ nawadniane uprawy w znacznym stopniu stanowią podstawę wyżywienia ludzkości. Obecnie ok. 70% zużycia wody na świecie służy do nawadniania, a 40% całkowitej produkcji żywności pochodzi z 20% powierzchni gruntów uprawnych. Wyżywienie populacji, której wzrost prognozuje się na ok. 9,7 mld do 2050 r. i 10,4 mld do 2100 r., to podstawowe zadanie, stanowiące zarazem największe wyzwanie.

Fot. 4. Zapora suchego zbiornika Stronie Śląskie po katastrofie we wrześniu 2024 r. Fot. autora

Jeżeli do 2050 r. w zbiornikach nie będzie magazynowane więcej słodkiej wody, to od 3,6 do 4,6 mld ludzi na całym świecie i około jedno na czworo dzieci będzie żyło na obszarach dotkniętych niedoborami wody. Aby magazynować więcej wody, potrzeba więcej zapór. Liczba zidentyfikowanych przyszłych lokalizacji zapór – jeśli zostaną wybudowane i przyczynią się do nawadniania – może zapewnić wodę do uprawy żywności dla ponad 600 mln ludzi dodatkowo. Zbiorniki tworzone przez zapory będą odgrywać kluczową rolę w nawadnianiu, magazynowaniu wody i zaopatrzeniu w nią.

Działalność człowieka, głównie poprzez emisję gazów cieplarnianych, jednoznacznie wywołała globalne ocieplenie, a średnia temperatura powierzchni Ziemi w ostatniej dekadzie (2011–2020) wzrosła o 1,1°C powyżej poziomu z lat 1850–1900. Globalne emisje gazów cieplarnianych w dalszym ciągu rosną, a historyczny i obecny ich udział wynika z niezrównoważonego wykorzystania energii, sposobów użytkowania i zmian w użytkowaniu gruntów, stylu życia oraz globalnych wzorców konsumpcji” [1].

Fot. 5. Zapora Pilchowice. Fot. © Daniel Jędzura – stock.adobe.com

ICOLD zdecydowanie zaleca następujące działania:

• rozwój zdolności magazynowania wody na świecie;
• rozwój potencjału hydroelektrycznego w krajach rozwijających się, zwłaszcza w regionach, w których wykorzystuje się jedynie 10–30% potencjału hydroelektrycznego;
• utworzenie jasnych i stabilnych ram regulacyjnych dotyczących magazynowania energii, obejmujących dodatkowe taryfy;
• przeprowadzenie reform administracyjnych w celu uproszczenia i przyspieszenia procedur udzielania koncesji na nowe projekty elektrowni szczytowo-pompowych, zwłaszcza w zakresie zezwoleń środowiskowych oraz dostępu do sieci;
• podkreślanie pozytywnego wpływu zapór i zbiorników na środowisko, ponieważ przyczyniają się one do zapewnienia zaopatrzenia w wodę oraz transformacji energetycznej; przyjęcie, że w wielu przypadkach pozytywne skutki przeważają nad negatywnymi;
• wzmocnienie zarządzania bezpieczeństwem istniejących zapór, w tym ich renowacją i modernizacją, w celu zwiększenia odporności tych budowli na ekstremalne zdarzenia zwielokrotnione przez zmianę klimatu;
• promowanie zrównoważonej gospodarki osadami zbiornikowymi, która jest niezbędna do zachowania funkcji zapór;
• promowanie badań oraz rozwoju w zakresie nowych technologii, które ułatwiają łagodzenie zmian klimatu i wspomagają wysiłki adaptacyjne;
• zastosowanie systemów prognozowania przepływu w czasie rzeczywistym i wczesnego ostrzegania, a także lepszych rozwiązań operacyjnych dla nowych oraz istniejących zapór, co umożliwi bezpieczniejsze zarządzanie powodzią i zoptymalizowaną eksploatację zbiorników wielofunkcyjnych.

W Polsce również trwa dyskusja nad poprawą funkcjonowania gospodarki wodnej, zwłaszcza w kontekście skutków powodzi we wrześniu 2024 Problem ten nie jest obcy organizacjom odpowiedzialnym za bezpieczeństwo zapór w innych krajach, zwłaszcza europejskich. Prawie w każdym z nich hydrotechnika boryka się z takimi zjawiskami, jak ograniczenia środowiskowe inwestycji, starzenie się zapór, niedostateczne środki finansowe na ich utrzymanie, redukcja liczby czynnych zawodowo inżynierów, zmiany klimatyczne oraz wiele innych zagadnień, które wymagają naszej reakcji.

Jest wiele pytań, na które nie ma odpowiedzi, np. jeżeli zapytamy właściciela elektrowni wodnej, ile jest gotów zapłacić za 1 m³ wody, to może odpowiedzieć podobnie odbiorca wody pitnej albo rolnik czy nawet hodowca ryb. Ale ile powinna kosztować woda przeznaczona do utrzymania bioróżnorodności w korycie rzeki albo do przeprowadzenia spływu kajakowego? Jaka może być cena wody potrzebnej do odtworzenia torfowiska i kto powinien za nią zapłacić?

Środowisko hydrotechników domaga się szybkiego przystąpienia do realizacji zmian zaproponowanych w kilku dokumentach przedstawionych rządowi. Poniżej zestawiono najważniejsze z nich z nadzieją, że mogą one pozytywnie wpłynąć na stan gospodarki wodnej w Polsce. Niech te postulaty będą również podsumowaniem niniejszego artykułu:

• Uproszczenie procedury uzyskiwania pozwoleń wodnoprawnych i oddzielenie instrukcji gospodarowania wodą [2] od decyzji (pozwolenia) po to, aby instrukcja mogła być częściej i bardziej elastycznie zmieniana oraz dopasowywana do warunków hydrologicznych, klimatycznych, zagospodarowania terenu i potrzeb użytkowników. Instrukcja gospodarowania wodą dla poszczególnych obiektów musi być zgodna z instrukcjami gospodarowania wodą dla zlewni danej rzeki, a te – zgodne z instrukcjami dla dorzeczy w celu całościowego zarządzania dorzeczem.
• Uwzględnienie specyfiki budowli hydrotechnicznej względem innych obiektów w Prawie budowlanym [3] poprzez dostosowanie częstotliwości kontroli stanu technicznego do ważności budowli. Oceny stanu technicznego i bezpieczeństwa budowli wykonywane zgodnie z Prawem wodnym [4] mogłyby być wystarczającym dokumentem potwierdzającym ich stan, spełniając wymogi protokołu kontroli prowadzonych zgodnie z obowiązującym Prawem budowlanym, ponieważ są bardziej szczegółowe i oparte na analizie danych pomiarowych. Oceny powinny być wykonywane przez osoby z uprawnieniami (obecnie mogą je realizować osoby bez uprawnień, a protokoły kontroli sporządzają osoby z uprawnieniami). Prawo wodne powinno zostać tak zmienione, aby obejmowało niezbędne zapisy Prawa budowlanego dotyczące budowli piętrzących.
• Uproszczenie Prawa wodnego lub wydzielenia działów w zależności od zakresu merytorycznego. Wydaje się słuszne, by rozdzielić zapisy dla budowli piętrzących oraz budowli wodnych na ciekach płynących od zapisów związanych z gospodarką wodno-ściekową czy też ze stawami, oczkami wodnymi i pomostami.
• Umożliwienie szybkiej przebudowy obiektów w celu poprawy stanu ich bezpieczeństwa wraz ze zmianą klasy ich ważności zależnej od parametrów, które mogą ulec zmianie (zabudowa poniżej budowli, wzrost gęstości zaludnienia, infrastruktura w zasięgu skutków pracy budowli itd.).
• Rozważenie potrzeby istnienia centralnego organu administracji rządowej na wzór GUNB, GIOŚ czy GDDKiA, który dysponowałby kompetencjami państwa do kontroli i nadzoru nad budowlami piętrzącymi. Osobną strukturę powinny stanowić jednostki zarządzające infrastrukturą i jej eksploatacją na poziomie dorzeczy lub zlewni, tak jak obecnie regionalne zarządy gospodarki wodnej.
• Zapewnienie płynnej wymiany pokoleniowej hydrotechników poprzez przywrócenie kierunków studiów w branży budownictwa wodnego tam, gdzie zostały one zlikwidowane, utrzymywanie tam, gdzie jeszcze funkcjonują, oraz zapewnianie dodatkowych możliwości kształcenia na studiach podyplomowych lub kursach uzupełniających. Kadra specjalistów jest i będzie potrzebna do bezpiecznego użytkowania zapór oraz zbiorników, a wręcz niezbędna do realizacji koniecznego programu budowy elektrowni szczytowo-pompowych.

Czy istnieje jedna, pewna recepta, której zrealizowanie zapewni bezpieczeństwo społeczeństwa w obliczu zagrożenia katastrofą zapór, powodzią lub suszą oraz brakiem wody do picia i podlewania upraw? Pewnie nie, bo zawsze będziemy mieli do czynienia z żywiołem, którego nie da się do końca kontrolować. Pozostaje ciągłe poszerzanie wiedzy, monitorowanie i modelowanie zjawisk naturalnych, wyciąganie wniosków z prognoz oraz dostępnych informacji i wprowadzanie w życie rozwiązań, które dają racjonalne podstawy uznania ich słuszności na bazie zasady zrównoważonego rozwoju, z myślą o przyszłych pokoleniach.

Piotr Śliwiński
Polski Komitet Wielkich Zapór POLCOLD

Literatura
1. Chengdu Declaration on Dams and Reservoirs for Energy Transition and Adaptation do Climate Change, 92nd ICOLD Annual Meeting in New Delhi
(październik 2024), Chengdu, maj 2025.
2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 21 sierpnia 2019 r. w sprawie zakresu instrukcji gospodarowania wodą (Dz.U. z 2019 r. poz. 1725).
3. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (t.j. Dz.U. z 2025 r. poz. 418).
4. Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. – Prawo wodne (t.j. Dz.U. z 2024 r. poz. 1087).